关于物联网，你需要知道的一切！

导语：物联网(IoT)将物理对象与虚拟世界连接起来。

　　智能设备和机器相互连接，并以数字方式连接到互联网。在技术的帮助下，收集当地环境的相关信息，对其进行分析和链接。基于这些信息，设备执行特定的任务。

　　物联网的定义

　　物联网(IoT)将物理对象与虚拟世界连接起来。智能设备和机器相互连接，并以数字方式连接到互联网。在技术的帮助下，收集当地环境的相关信息，对其进行分析和链接。基于这些信息，设备执行特定的任务。例如，一个传感器测量外部温度，然后安装其的智能设备将打开加热。所有这些都是自动发生的，无需用户主动干预。如果需要，用户可以远程控制物联网设备，例如通过智能手机上的应用程序。

　　这是由于微控制器、传感器和驱动器等连接组件的相互作用而实现的，这些组件将电脉冲转换为压力、运动、温度或其他机械变量。物联网系统很复杂:其结合了连接多个网络的单个设备、数据库和网关。通过无线接口连接互联网并发送数据，或者相反，接收命令。在后台，敏感数据在传输过程中通过安全解决方案得到保护。

　　以工业和设备制造商为例：

　　•感知: 传感器从环境中收集各种信息，并将其转换为数字数据。

　　•计算: 微控制器对数据进行处理，并根据结果产生控制信号。

　　•启动: 控制信号被执行器识别，并将其转换为动作。

　　•连接: 连接组件将物联网设备相互连接并连接云系统。

　　•安全: 安全组件保护敏感数据免受未经授权的访问。

　　为什么传感器对物联网如此重要?

　　由于人类有五种感官，所以能够了解周围的环境——机器需要传感器来做到这一点。作为感觉器官，它们是整个物联网最重要的数据提供者。有不同类型的传感器:例如，用于检测温度、湿度、运动、光、机械压力、二氧化碳含量、超声波或空气压力。物体上的相应传感器测量其环境的状态，系统中的微控制器处理收集的数据，并将这些数据通过网络传输到软件。传感器可以通过蓝牙与智能手机应用程序配对，用户可以通过该应用程序访问数据。或者，信息通过互联网发送到云平台，对数据进行分析。例如，如果智能家居中的传感器提供天黑的信息，百叶窗就会下降。工业上的温度传感器可用于智能工厂，以精确控制加热或冷却阀门。它们测量房间或大厅里的冷暖程度，阀门根据测量结果做出反应。

　　物联网已经深深扎根在我们的生活中:智能设备，现在可以在私人家庭、工厂、汽车、医疗保健和城市中快速找到。这是有充分理由的，因为物联网的使用提供了许多优势:其可以使日常生活更方便，通过节省时间和成本来改善生产过程，通过提高效率来节省电力和能源，同时保护环境。智能设备还可以优化交通流量，简化特大城市的生活。以下展示五个来自不同应用领域的物联网例子:

　　工业4.0中的物联网

　　工业4.0被称为第四次工业革命: 继蒸汽机(工业1.0)、电力(工业2.0)和生产计算机化(工业3.0)之后，现在出现了机器、商品和工厂的智能连接。整个价值链正在数字化、更高效、更智能——在工业领域，自然会谈到工业物联网(IIoT)。例如，在高度自动化的流程中，产品与设备通信，可以独立地触发生产的下一步。机器可以识别故障并自行请求维护。制造机器人和运输车辆与仓储物流独立交换信息。除了效率，员工的安全性也有所提高:如果叉车或机器安装传感器，其可以扫描周围环境，并在事故发生之前停止工作。由于数据的收集和分析，全新的服务和业务领域也在不断涌现。通过这种方式，公司可以利用物联网使其产品组合更加灵活，并提供额外的服务。

　　在工业4.0的互联基础设施中，可以更轻松地规划流程，可以更快地生产商品。这节省了时间和存储成本，但数字化及其所需的技术也会增加能源成本。VDI的“工业4.0期间的资源效率”研究表明，数字化与资源效率之间存在着积极的互动关系。物联网解决方案有效利用资源，节能组件增加了对可持续性的贡献，同时也意味着对环境的影响更低。更可持续生产的另一个潜力在于未来的高速移动网络:5G。原因:发射器搜索接收设备，并仅在需要时进行发射。如果不再需要连接，则将其终止。

　　智能家居中的物联网

　　欢迎来到智能家居: 晚上电灯自动开关，智能电表记录和调节用电量。在智能家居中，咖啡机、洗衣机、冰箱、恒温器和电灯开关等各种日常物品都是相互连接的。各种设备通过一个被称为集线器或网关的中央单元链接，并连接到互联网。在智能家居中，物联网设备不仅可以提供更舒适、更节能，还可以提供更安全:例如，连接的监控摄像头和烟雾探测器会自动将信息转发到用户的移动设备上，并在需要的时候直接联系应急服务。在智能家居中，用户还可以使用数字助理的语音命令来控制灯光或音乐，收听天气或新闻朗读，或在线订购商品。

　　电子医疗部门的物联网

　　物联网正在改变医疗保健: 健身手环、智能手表或健身追踪器等可穿戴设备戴在身上，可以记录脉搏或血压等健康数据。这些数据可以通过应用程序用图表或图形进行清晰的分析。此外，电子健康领域的物联网已经支持心脏起搏器或血糖监测仪等智能医疗设备。如果检测到问题，其会立即通知用户或紧急服务。因此，电子医疗设备可以确保老年人或患者在家中生活得更安全。智能药物剂量确定患者是否服药，地毯上的摔倒传感器会在患者摔倒时报告。医院也使用联网医疗设备:例如，智能病床可以提供有关入住率的信息。

　　智能汽车中的物联网——联网汽车

　　汽车变得越来越智能: 智能汽车配备了控制单元和半导体，包括雷达传感器。这些测量速度和距离以确定另一个物体或人的距离。自2018年4月起，欧盟所有新车都配备了“eCall”紧急呼叫系统，借助内置手机卡，可在发生事故后自动呼叫求救。联网车辆还可以通过Wi-Fi或移动通信进行连接，例如为驾驶员提供有关交通拥堵的信息。通过互联网和“空中更新”的帮助，可以更快地维护车辆的软件，而无需去车间。

　　未来，联网汽车也将实现自动化。这也将需要各种传感器作为物联网组件:超声波传感器检测障碍物，雷达传感器检测其他道路使用者并测量其速度和位置，视频传感器提供额外的信息。联网车辆的目的之一是让道路交通更安全。

　　智慧城市中的物联网

　　人口超过1000万的特大城市数量不断增加。这些发展将带来挑战，例如在基础设施或空气质量方面。因此，未来的城市和特大城市必须变得更可持续和更安全，以改善人们的生活质量。“智慧城市”一词涵盖了通过互联技术来支持这一点的想法和概念。其来自能源、交通、城市规划、管理和通信等各个领域。以下是关于想法和概念的四个例子:

　　•消防车或公共汽车一靠近，交通信号灯便会把规定的行车线转为绿灯。

　　•路灯可以根据需要打开或关闭，并在集成摄像头的帮助下提供更大的安全性。

　　•数字系统控制公共交通的基础设施，以及水、废水和循环系统。

　　•公民可以在网上进行行政服务，以节省时间和纸张。

　　物联网促进可持续发展

　　无论是在私人领域还是在工业领域，物联网都为数字化、简化和提高流程效率提供了广泛的机会。除了节省生产成本等经济效益外，物联网还为更大的可持续性和更环保的未来提供了巨大的潜力，尤其是在工业领域。世界经济论坛在一项研究中谈到的一个主题是:84%的物联网解决方案有可能为联合国的可持续发展目标做出贡献。

　　1、减少原材料和资源

　　人人都熟悉的日常生活中示例:数字处理和系统的连接减少了纸张的消耗。以前，每份文件都被打印出来归档并分类放入文件夹，而现在，由于服务器和云系统的存在，为新事物创造了空间。虽然这并不能使物联网解决方案的数字化过程完全实现气候中和，但越来越多的公司开始重视绿色能源和气候中和业务，以弥补产生的任何排放。

　　2、通过物联网提高能源效率

　　智能建筑和智能家居有一个共同点:即都通过测量能源消耗和识别潜在的节约来节约能源。例如，自动开关灯、窗口自动检测，所有系统都可以通过应用程序随时监控和控制。同样，能源行业的物联网应用是提高能源效率的关键——尤其是通过Infineon半导体解决方案，能源效率也在各个领域得到了提高。这包括能源生产、运输以及能源储存和消耗。

　　展望未来

　　有一件事是肯定的: 物联网将继续发展。在未来，联网汽车或智能汽车将找到更快、更安全的路线。联网的街灯将收集交通、安全、照明甚至空气质量的数据，成为智慧城市的一部分。联网的空中出租车将把人们从城市的一个地方运送到另一个地方。物联网还使企业能够开发新的商业模式，例如预先构建的“软件即服务”应用程序，也被称为SaaS。其目标是为各种应用领域提供完整的物联网解决方案。同样，远程使用产品作为产品即服务(PaaS)也变得越来越有吸引力。中心思想是:作为一家企业，可以租用设备的使用权，并远程使用。物联网的发展正受到多个领域的推动:

　　例如，新的高速移动网络5G的扩展: 其使数据传输更快、更稳定。这将是必要的，因为相互通信的设备越多，数据量就越大。5G移动通信标准可以处理这种洪水，并在数据云中进行处理。

　　边缘计算在未来也会变得越来越重要: 物联网设备将能够直接在生成数据的设备上处理数据。通过这种方式，例如，在联网汽车中进行数据分析的速度甚至比在云端进行的速度更快。

　　人工智能(AI)也将推动物联网。计算机和算法将能够独立处理问题，并变得越来越好。根据PwC的“数字产品开发2025”研究，十分之四的工业公司已经在使用数据分析和人工智能进行数字产品开发。因此，物联网只有与人工智能相结合，才能充分发挥其潜力。确实，通过数据分析，企业已经学会了如何改进产品。但如果机器和算法能够独立识别模式，这一数字可以显著增加。